一种瞬变电磁法检测金属管道壁厚的方法技术

本发明专利技术公开了一种瞬变电磁法检测金属管道壁厚的方法，方法包括如下步骤：查阅待测金属管道信息，确定管道走向、材质和尺寸，制作管道标准试件，根据标准壁厚优选传感器，采用瞬变电磁仪激发阶跃型脉冲为发射信号，将所选传感器置于标准管道试件正上方，采集感应电动势随时间衰减的数据，利用运算程序提取特征值称标准特征值；再利用传感器检测待测管道正上方，沿着管道走向移动，连续采集感应电动势衰减数据，提取特征值，利用所述的标准特征值和待测管道的特征值作为基准计算出相应管道的金属损失量。本发明专利技术方法与实际检测工况贴近，参考基准数据可信度高，检测精度高，可实现连续性采集数据利于后期数据成像，适用范围广。

A transient electromagnetic method for measuring the wall thickness of metal pipes

【技术实现步骤摘要】
一种瞬变电磁法检测金属管道壁厚的方法
本专利技术涉及金属管道壁厚无损检测
，特别涉及一种瞬变电磁法检测金属管道壁厚的方法。
技术介绍
随着地下管线在线服役时间的延长而逐渐发生了腐蚀，腐蚀直接造成的是管道壁厚减薄，对于压力运营管道而言壁厚减薄对人民及周围环境存在安全隐患。目前国内对于埋地金属管道腐蚀外检测主要是通过开挖、剥防腐层、超声测厚、修复防腐层及回填，检测成本昂贵且工作效率低下。管道内检测虽然操作方便，但影响管道正常运营，检测之前必须做清管工艺，对管径大小及管道的平直度有较高的要求。传统的埋地金属管道剩余壁厚的计算方法是通过正演的方法得到被检管道的理论曲线，通过现场测得的信号曲线与理论曲线进行对比，通过差异来计算管道的剩余壁厚，下面为传统正演的理论模型:式中：为测点信号；b为管道横截面的外半径；nT为发射回线的匝数；nR为接收回线的匝数；分别为管道外径、发射线圈边长和接收线圈边长在埋深归一后的值；L(ατ)为被测管道的瞬变响应函数；nkb为零阶贝塞尔函数J(nkb)的零值解；τ为时间；α被测管道的综合时间常数。μD、σD为等效柱体的磁导率和电导率。从上面的正演过程中可以看出传统的正演算法存在以下缺点：(1)传统正演算法是在金属管道物理属性(磁导率和电导率)是国标的前提下进行的，但是在对于长期处于复杂地下环境的金属管道而言，由于本身制造工艺误差和外界环境的共同作用下，管道的物理属性已经发生了明显的变化；(2)传统正演算法受管道埋深，致使需要对埋深差异较大的管段进行分类，分别建立不同的正演理论模型，这样就对数据处理有了更高的要求。基于以上分析，传统的正演算法在检测精度上不能保证。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本专利技术的目的在于提供一种瞬变电磁法检测金属管道壁厚的方法，它基于信号在时域-幅值的衰减特征量来完成检测，不仅解决传统检测技术成本大，工艺复杂等问题，而且能实现有非金属涂层或防腐层的管道测厚，保证检测结果的精确度。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种瞬变电磁法检测金属管道壁厚的方法，包括以下步骤；Step1.查阅待测管道信息，确定管道走向、材质和壁厚d；Step2.制作两个壁厚为dm和dn的管道标准试件，其中dm与待测管道壁厚d相同，用瞬变电磁仪进行检测得到两个管道标准试件输出信号；Step3.对上述输出信号利用计算机程序提取标准特征值，分别找出两个管道标准试件标准特征值km和kn；Step4.根据查阅得到待测管道走向信息确定测点(A1A2……..An)，利用瞬变电磁仪对每个测点(A1,A2……..An)检测并对输出信号进行处理得到特征值衰减率ki，i＝1，2，3…n；Step5.采用上述的两个标准壁厚(dm，dn)和特征值衰减率(km，kn)作为基准，确定修正系数α值，通过与待测管道壁厚相同的标准试件作为计算基准得到待测管道的壁厚。优选地，在Step3中提取特征值包括步骤：Step3.1输出信号有30个测量数据(a1,a2……..a30)组成；对输出信号做降噪和滤波处理。Step3.2对处理过信号进行分组，每5个数据点为一组共25组(Mj，j＝1，2，3…25)，每个数据组包括Mj＝{aj,aj+1……..aj+4}；采用y＝Aekx进行拟合提取衰减率(ki，i＝1，2，3…25)，式中y：输出信号，A：数据组信号幅值，k：衰减率，x：输出信号衰减时间。Step3.3对提取的衰减率ki数值进行差分处理得到差分最大的衰减率kmax作为管道标准特征值。优选地，在Step5中，包括步骤：Step5.1通过管道标准试件壁厚(dm，dn)和(km，kn)，利用公式计算出修正系数α值；Step5.2采用标准壁厚dm和标准特征值km作为计算基准，利用公式计算出待测管道di。本专利技术的有益效果：本专利技术的一种瞬变电磁法检测金属管道壁厚的方法，不需要对埋地金属管道进行开挖，也不需要对其进行特殊处理；计算基准的确定也利用与实际工况中管道材质尺寸相同，确保计算基准的准确性。在检测过程中传感器连续移动，可以后期对连续壁厚产生二维成像，让金属管道壁厚的检测和扫查结合在一起，实现现场待测金属管道壁厚实时监测与成像，确保管道安全稳定的运营。附图说明图1待测管道壁厚检测流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。Step1.查阅待测管道信息，确定管道走向、材质和尺寸；Step2.制作两个不同壁厚的管道标准试件，根据标准壁厚dm和dn选择合适的传感器，标准壁厚dm与待测管道壁厚一致；Step3.采用瞬变电磁仪激励的阶跃型脉冲为发射信号；Step4.将选择的传感器置于管道标准试件正上方获取感应电动势衰减数据，利用运算程序提取标准特征值km和kn；Step5.将传感器置于待测管道正上方，沿着管道走向移动，连续采集感应电动势衰减数据，提取特征值ki(k0，k1k2……..kn)；Step6.采用所述的两个标准壁厚dm和dn和标准特征值作为基准，确定修正系数α值，计算得到待测管道的壁厚。优选地，在Step4中提取特征值包括步骤：Step4.1对采集到的数据进行降噪处理；Step4.2对降噪处理过的数据采用y＝Aekx进行拟合；Step4.3对拟合结果进行最优处理，提取特征值k。优选地，在Step6中，包括步骤：Step6.1通过管道标准试件壁厚(dm，km)和(dn，kn)，利用公式计算出修正系数α值；Step6.2采用标准壁厚dm和标准特征值km作为计算基准，利用公式计算出待测管道di。一种瞬变电磁法检测金属管道壁厚的方法，方法包括如下步骤：查阅待测金属管道信息，确定管道走向、材质和尺寸，制作管道标准试件，根据标准壁厚优选传感器，采用瞬变电磁仪激发阶跃型脉冲为发射信号，将所选传感器置于标准管道试件正上方，采集感应电动势随时间衰减的数据，利用运算程序提取特征值称标准特征值；再利用传感器检测待测管道正上方，沿着管道走向移动，连续采集感应电动势衰减数据，提取特征值，利用所述的标准特征值和待测管道的特征值作为基准计算出相应管道的金属损失量。本专利技术方法与实际检测工况贴近，参考基准数据可信度高，检测精度高，可实现连续性采集数据利于后期数据成像，适用范围广。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种瞬变电磁法检测金属管道壁厚的方法，其特征在于，包括以下步骤；/nStep1.查阅待测管道信息，确定管道走向、材质和壁厚d；/nStep2.制作两个壁厚为d

【技术特征摘要】
1.一种瞬变电磁法检测金属管道壁厚的方法，其特征在于，包括以下步骤；
Step1.查阅待测管道信息，确定管道走向、材质和壁厚d；
Step2.制作两个壁厚为dm和dn的管道标准试件，其中dm与待测管道壁厚d相同，用瞬变电磁仪进行检测得到两个管道标准试件输出信号；
Step3.对上述输出信号利用计算机程序提取标准特征值，分别找出两个管道标准试件标准特征值km和kn；
Step4.待测管道走向信息确定测点(A1A2……..An)，利用瞬变电磁仪对每个测点(A1,A2……..An)检测并对输出信号进行处理得到特征值衰减率ki，i＝1，2，3…n；
Step5.采用上述的两个标准壁厚(dm，dn)和特征值衰减率(km，kn)作为基准，确定修正系数α值，通过与待测管道壁厚相同的标准试件作为计算基准得到待测管道的壁厚。


2.根据权利要求1所述的一种瞬变电磁法检测金属管道壁厚的方法，其特征在于，在Step...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，
申请(专利权)人：陕西国防工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61